TW201705585A - 一種用於有機層的高解析度圖案化方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種用於一有機層(諸如一有機電子裝置之一有機半導體層)的光微影圖案化方法,該方法包括:在該有機層上方提供一水溶性遮蔽層;在該遮蔽層上提供一光阻層;光微影圖案化該光阻層以藉此形成一圖案化光阻層;使用該圖案化光阻層作為一遮罩來蝕刻該遮蔽層及該有機層以藉此形成一圖案化遮蔽層及一圖案化有機層;及隨後移除該圖案化遮蔽層。該方法之特徵在於:其包括在提供該水溶性遮蔽層之前,在該有機層上提供具有一疏水性上表面之一疏水性保護層。
Description
本發明係關於藉由光微影而高解析度圖案化有機層(諸如有機半導體層)之方法。
本發明係進一步關於用於製造有機電子裝置之方法,其中藉由光微影而圖案化有機半導體層。
有機電子器件研究隨著材料、製程及系統整合度之發展而穩步推進。用於照明及顯示器之諸如有機光伏打電池(OPV)、有機光偵測器(OPD)、有機薄膜電晶體(OTFT)及尤其是有機發光二極體(OLED)之應用正引領著工業化進程。
用於製造有機電子裝置之已知方法之一瓶頸係與當前可用之圖案化技術之限制相關。
依一可再現方式且在大晶圓大小上達成低於10微米之一圖案解析度之最有前途技術可為光微影術。然而,將一光微影製程與有機半導體組合使用並不容易,此係因為用於標準光阻劑內之大多數溶劑以及用於光阻顯影及/或光阻剝離之溶劑會溶解有機層。吾人已提出此問題之一些解決方案,諸如(例如)使用冷凍CO2光阻劑之乾式微影術、使用氟化光阻劑之正交處理或使用一阻障層來保護有機半導體層且避免有機半導體層與光微影化學物質之間的直接接觸。
例如,WO 2015/028407A1中描述一種有前途的方法。其揭示一種用於沈積於一基板上之一有機層的光微影圖案化方法,其中在施加一光阻層之前且在執行光微影圖案化步驟之前,在該有機層上提供一遮蔽層。該遮蔽層係一水溶性層,在光微影圖案化之後,可藉由使該遮蔽層曝露於水或一含水溶液而容易地移除該水溶性層。然而,使用此方法存在一風險:水滲入至該有機層中且引起該有機半導體層受損或降解,諸如(例如)載子遷移率降低、形態改變或界面污染。例如,在有機發光二極體(OLED)之領域中,所使用之大多數有機半導體材料(諸如發射層及電子傳輸層)具水敏性。當使用光微影術以及一水溶性或水基遮蔽層來圖案化此等層時,水會滲入至OLED堆疊中以導致裝置降解,例如操作壽命縮短、發射量子效率降低、電力效率降低及/或由OLED發射之色彩改變。對於其他有機半導體裝置,可發生導致(例如)有機光偵測器或有機光伏打電池效率降低之類似降解機制。
本發明旨在提供用於有機層(諸如有機半導體層)的光微影圖案化方法,其中該等方法克服先前技術之缺點。
本發明係關於一種用於一基板上之一有機層的光微影圖案化方法,該方法包括:在該有機層上方提供一水溶性遮蔽層;在該遮蔽層上提供一光阻層;光微影圖案化該光阻層以藉此形成一圖案化光阻層;使用該圖案化光阻層作為一遮罩來蝕刻該遮蔽層及該有機層以藉此形成一圖案化遮蔽層及一圖案化有機層;及隨後移除該圖案化遮蔽層;該方法之特徵在於其包括:在提供該水溶性遮蔽層之前,在該有機層上提供具有一疏水性上表面之一疏水性保護層。在本發明之內文中,該疏水性保護層之該上表面係背向其上提供該疏水性保護層之該有機層之表面。
在本發明之實施例中,提供該水溶性遮蔽層可包括:提供與該
疏水性保護層直接接觸之該水溶性遮蔽層,即,該疏水性保護層與該水溶性遮蔽層之間無另一層。
在本發明之實施例中,移除該圖案化遮蔽層包括:使該圖案化遮蔽層曝露於水或一含水溶液。
在本發明之實施例中,該有機層可為一有機半導體層或可包括一有機半導體層。該有機層可為一單一層或包括至少兩個層之一多層堆疊。該有機層或有機層堆疊可(例如)包括一電致發光層或一光敏層,但本發明不受限於此。例如,該有機層可為(例如)包括一電洞注入層、一電子阻擋層、一電洞傳輸層、一電致發光有機層、一電子傳輸層、一電洞阻擋層及/或一電子注入層之一多層堆疊,但本發明不受限於此。
在本發明之較佳實施例中,該疏水性保護層係一疏水性有機層,例如一疏水性有機半導體層。使用一有機層(例如有機半導體層)來形成該疏水性保護層之一優點係:其具有與有機裝置(諸如OLED、OPD、OPV或OTFT)之一製程之一良好製程相容性。在本發明之實施例中,該疏水性保護層可為一電荷傳輸層。
在本發明之實施例中,該疏水性保護層(例如疏水性有機半導體層)可為一單一層。
在本發明之實施例中,該疏水性保護層(例如疏水性有機半導體層)可為包括至少兩個層之一多層堆疊,其中該多層堆疊之一上層具有一疏水性上表面。
該疏水性保護層(例如疏水性有機半導體層)可經提供成與該有機層直接接觸,即,該有機層與該疏水層之間無另一層。然而,本發明不受限於此。
本發明係進一步關於一種用於製造一電子裝置之方法,該電子裝置包括一有機層,其中該方法包括:使用如上文所描述之一方法來
光微影圖案化該有機層。可使用根據本發明之一實施例之一方法來製造之電子裝置之實例係有機發光二極體、有機光偵測器、有機光伏打電池、有機薄膜電晶體及包括此等裝置之陣列,但本發明不受限於此。
在根據本發明之一實施例之用於製造一電子裝置之一方法中,該有機層可為該裝置之一主動有機半導體層,且該疏水性保護層可為該裝置之一疏水性有機半導體電荷傳輸層(電子傳輸層或電洞傳輸層)。因此,該疏水性保護層可保留於該裝置中。該主動有機半導體層可具有一第一HOMO(最高佔用分子軌域)能階及一第一LUMO(最低未佔用分子軌域)能階,且該疏水性有機半導體電荷傳輸層在與該主動有機半導體層接觸之一表面處可具有一第二HOMO能階及一第二LUMO能階,其中該第一HOMO能階及該第二HOMO能階及該第一LUMO能階及該第二LUMO能階經選擇以使載子能夠很好注入至該主動有機半導體層中。在較佳實施例中,該第二HOMO能階經選擇為低於該第一HOMO能階且該第二LUMO能階經選擇為高於該第一LUMO能階,因此使電荷,更特定言之,電子或電洞能夠高效注入至該主動有機半導體層中。
該疏水性有機半導體電荷傳輸層可為一多層堆疊,其包括與該主動有機半導體層接觸之一第一電荷傳輸層及位於該多層堆疊之一上側處(即,位於背向該主動有機半導體層之一側處)之一第二電荷傳輸層,該第一電荷傳輸層具有適合於使載子能夠高效注入至該主動有機半導體層中之HOMO能階及LUMO能階(如上文所描述),且該第二電荷傳輸層具有一疏水性上表面。可摻雜質於該第二電荷傳輸層中。可不摻雜質於該第一電荷傳輸層中或可摻雜質於該第一電荷傳輸層之至少一上部分中。摻雜質於該第二電荷傳輸層及該第一電荷傳輸層之一上部分中之一優點係:可減少該第一電荷傳輸層與該第二電荷傳輸層
之間的界面處之電荷注入之能量障壁。
該電子裝置可為(例如)一有機發光裝置且該主動有機半導體層可為一電致發光層。該電子裝置可為(例如)一陣列之有機發光裝置。
該電子裝置可為(例如)一有機光偵測裝置或一有機光伏打裝置且該主動有機半導體層可為一光敏層或一光吸收層。該電子裝置可為(例如)一陣列之光偵測裝置或一陣列之光伏打裝置。
本發明之一方法可用於一電子裝置之一製程中,該電子裝置包括位於一基板上之一第一位置(例如若干第一位置)處之一第一有機層且包括位於該基板上之一第二位置(例如若干第二位置)處之一第二有機層,該第二位置(例如若干第二位置)不與該第一位置(例如若干第一位置)重疊。可使用如上文所描述之一方法來圖案化該第一有機層及該第二有機層。該裝置可進一步包括位於該基板上之一第三(另外)位置(例如若干第三(另外)位置)處之一第三(另外)有機層。該第三(另外)位置(例如若干第三(另外)位置)不與該第一位置及該第二位置重疊。可使用如上文所描述之一方法來圖案化該第三(另外)有機層。
該電子裝置可為(例如)一多色有機發光裝置,其中該第一有機層包括用於發射一第一色彩或第一色譜之一第一電致發光層,且其中該第二有機層包括用於發射一第二色彩或第二色譜之一第二電致發光層,且其中該第三(另外)有機層包括用於發射一第三(另外)色彩或色譜之一第三(另外)電致發光層。
根據本發明之一實施例,在用於製造此等裝置(例如多色裝置)之一方法中,在該第一有機層上提供一第一疏水性保護層且在該第二有機層上提供一第二疏水性保護層,且在該第三(另外)有機層上提供一第三(另外)疏水性保護層。該第一疏水性保護層、該第二疏水性保護層及該第三(另外)疏水性保護層可具有相同組合物或其等可具有一不同組合物,例如,包括一不同材料。
在本發明之一方法中,該水溶性遮蔽層可包括或含有不可交聯之一水基聚合物材料。使用不可交聯之一材料之一優點係:其可使用水或一水基溶液來容易且完全地移除。在本發明之一方法中,該遮蔽層可包括以下之任何者或以下各者之任何組合:聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯醇、水溶性纖維素、聚乙二醇、聚甘油或支鏈澱粉;但本發明不受限於此。該遮蔽層可進一步包括水及/或醇,例如一水溶性醇。
在本發明之一方法中,提供該遮蔽層可包括:藉由溶液處理(例如,藉由旋塗,接著在(例如)100℃處進行軟烤)而提供該遮蔽層。此等基於溶液之方法之一優點係:其具成本效益且其無需一真空。該遮蔽層可(例如)具有300nm至1000nm範圍內之一厚度,但本發明不受限於此。
在本發明之一方法中,移除該遮蔽層可包括:在該遮蔽層之頂部上塗佈一水層或一水基溶液。用於移除該遮蔽層之該水基溶液可包括水且可進一步包括(例如)異丙醇(IPA)及/或甘油,但本發明不受限於此。
在本發明之一方法中,提供該光阻層可包括:提供可溶劑顯影之一光阻層。使用一可溶劑顯影光阻劑之一優點係:其與該水基遮蔽層相容。
在本發明之一方法中,蝕刻該遮蔽層及該有機層可包括:(例如)使用氧氣電漿或任何其他適合電漿(諸如(例如)一Ar電漿、一SF6電漿或一CF4電漿)來執行諸如(例如)反應性離子蝕刻(RIE)步驟之一或多個乾式蝕刻步驟;但本發明不受限於此。蝕刻該遮蔽層及該有機層亦包括:蝕刻該疏水性保護層(其堆疊於該有機層與該遮蔽層之間),藉此形成一圖案化疏水性保護層。
本發明之一方法可有利地用於製造基於有機半導體之裝置及電路(諸如(例如)有機光偵測器(OPD)(例如多色OPD)、有機薄膜電晶體
(OTFT)或有機發光二極體(OLED)(例如多色OLED))之一製程中。本發明之一方法可(例如)用於OLED顯示器(例如多色OLED顯示器)之一製程中以允許獲得比使用當前使用之陰影遮罩技術來獲得之解析度高之解析度。例如,本發明之一方法亦可用於有機CMOS成像器之微米大小或次微米大小像素陣列之圖案化。本發明之一方法可有利地用於製造(例如)包括至少一OLED子像素元件及至少一OPD子像素元件(其等包含此等裝置之陣列)之有機智能像素。
本發明之一方法可有利地用於需要高解析度之有機電子裝置(諸如(例如)高清晰度全色OLED顯示器(例如,用於行動電子器件、電視或取景器中之應用)、高清晰度全色有機光偵測器及光偵測器陣列(例如,用於成像器應用)或具有多個整合有機光偵測器及有機發光二極體子像素元件之智能像素或像素陣列)之製程。本發明之一方法可(例如)用於高解析度有機超音波發射陣列(例如,用於超音波影像應用)之一製程中。
本發明之一方法之一優點係:其允許使用已用於微電子工業中之習知光微影產品(光阻劑、顯影劑)。其之一優點係:無需使用諸如氟化光阻劑之昂貴產品。
本發明之一方法之一優點係:該疏水性保護層減少該等下伏有機層中之水吸入量且在光微影製程期間保護該等下伏有機層。其之一優點係:此可導致實質上比不使用一疏水性保護層來圖案化之一有機裝置長之一圖案化有機裝置(諸如一圖案化OLED)之一操作壽命。
本發明之一方法之一優點係:其係可升級的且其與既有半導體生產線相容。
本發明之一方法之一優點係:用於圖案化該有機層之最高處理溫度可低於150℃或甚至低於110℃。因此,該方法可用於諸如(例如)聚萘二甲酸乙二酯(PEN)箔或聚對苯二甲酸乙二酯(PET)箔之撓性箔基
板上,因此能夠製造具有高解析度之撓性有機裝置及電路。
本發明之一方法之一優點係:其可具成本效益且完全可控。
本發明之一方法之一優點係:其可用於圖案化曝露於水時降解之有機層,該方法避免或大幅降低此降解之風險。
上文已描述各種發明態樣之某些目的及優點。當然,應瞭解,無需根據本發明之任何特定實施例而達成所有此等目的及優點。因此,例如,熟習技術者將認識到,可依達成或最佳化如本文所教示之一優點或優點群組且未必達成如本文可教示或建議之其他目的或優點之一方式體現或實施本發明。此外,應瞭解,[發明內容]僅為一實例且不意欲限制本發明之範疇。可藉由參考結合附圖來閱讀之以下詳細描述而最佳理解關於組織及操作方法兩者之本發明及其特徵及優點。
隨附獨立及從屬技術方案中陳述本發明之特定及較佳態樣。來自從屬技術方案之特徵可與來自獨立技術方案之特徵組合且視情況與其他從屬技術方案之特徵組合且並非僅如技術方案中所明確陳述。
將自下文將描述之(若干)實施例明白且參考下文將描述之(若干)實施例來闡明本發明之此等及其他態樣。
1‧‧‧第一開口
2‧‧‧第二開口
3‧‧‧第三開口
10‧‧‧基板
11‧‧‧有機層
12‧‧‧疏水性保護層
13‧‧‧水溶性遮蔽層
14‧‧‧光阻層
20‧‧‧陽極層
21‧‧‧圖案化邊緣覆蓋層
30‧‧‧有機層堆疊
31‧‧‧電洞注入層
32‧‧‧電洞傳輸層
33‧‧‧光發射層/電致發光層
41‧‧‧電子傳輸層
42‧‧‧電子注入層
50‧‧‧陰極層
51‧‧‧第一底部電極
52‧‧‧第二底部電極
53‧‧‧第三底部電極
60‧‧‧初始遮蔽層
61‧‧‧第一遮蔽層
62‧‧‧第二遮蔽層
63‧‧‧第三遮蔽層
71‧‧‧第一有機裝置層
72‧‧‧第二有機裝置層
73‧‧‧第三有機裝置層
81‧‧‧第一疏水性保護層
82‧‧‧第二疏水性保護層
83‧‧‧第三疏水性保護層
100‧‧‧圖案化有機發光二極體(OLED)結構/電子裝置
111‧‧‧圖案化有機層
121‧‧‧疏水性上表面/圖案化保護層
126‧‧‧下部分
127‧‧‧上部分
128‧‧‧第一電荷傳輸層
129‧‧‧第二電荷傳輸層
131‧‧‧圖案化遮蔽層
132‧‧‧薄化遮蔽層
141‧‧‧圖案化光阻層
142‧‧‧薄化圖案化光阻層
300‧‧‧三色有機發光二極體(OLED)/電子裝置
301‧‧‧圖案化有機層堆疊
311‧‧‧圖案化電洞注入層
321‧‧‧圖案化電洞傳輸層
331‧‧‧圖案化光發射層
711‧‧‧第一圖案化裝置層
721‧‧‧第二圖案化裝置層
731‧‧‧第三圖案化裝置層
811‧‧‧第一圖案化疏水性保護層
821‧‧‧第二圖案化疏水性保護層
831‧‧‧第三圖案化疏水性保護層
圖1至圖7示意性地繪示根據本發明之一實施例之用於一基板上之一有機層的一光微影圖案化方法之處理步驟之實例。
圖8至圖10示意性地繪示根據本發明之一實施例之用於一基板上之一有機層的一光微影圖案化方法之蝕刻步驟之實例。
圖11示意性地繪示根據本發明之一實施例之疏水性保護層之一實例,其中該保護層係一多層堆疊。
圖12至圖18示意性地繪示根據本發明之一實施例之用於製造一有機發光裝置(OLED)之一方法之處理步驟之實例。
圖19展示(a)根據一先前技術方法而製造及(b)根據根據本發明之
一實施例而製造之圖案化OLED之量測操作壽命。
圖20至圖33示意性地繪示根據本發明之一實施例之用於製造三色OLED之一方法之處理步驟之實例。
技術方案中之任何元件符號不應被解釋為限制本發明之範疇。
在不同圖式中,相同元件符號係指相同或類似元件。
圖式僅具示意性且不具限制性。在圖式中,一些元件之大小可被放大且為了繪示而未按比例繪製。
將相對於特定實施例且參考某些圖式來描述本發明,但本發明不受限於此,而是僅受限於申請專利範圍。所描述之圖式僅具示意性且不具限制性。在圖式中,一些元件之大小可被放大且為了繪示而未按比例繪製。尺寸及相對尺寸不對應於本發明之實際實施尺寸。
此外,[實施方式]及申請專利範圍中之術語「第一」、「第二」及其類似者用於區分相似元件且未必用於描述時間序列、空間序列、排序序列或任何其他序列。應瞭解,如此使用之術語在適當情況下可互換,且本文所描述之本發明之實施例能夠依除本文所描述或所繪示之序列之外之序列操作。
應注意,申請專利範圍中所使用之術語「包括」不應被解譯為僅限於其後所列之構件;其不排除其他元件或步驟。因此,其應被解譯為特指存在所述之特徵、整體、步驟或組件(如所提及),但不排除存在或新增一或多個其他特徵、整體、步驟或組件或其等之群組。因此,語句「一裝置包括構件A及B」之範疇不應受限於「裝置僅由組件A及B組成」。其意謂:就本發明而言,裝置之唯一相關組件係A及B。
在本說明書中,參考「一實施例」意謂:結合該實施例所描述之一特定特徵、結構或特性包含於本發明之至少一實施例中。因此,
出現於本說明書之各種位置中之片語「在一實施例中」未必全部係指相同實施例,但可為相同實施例。此外,在一或多個實施例中,特定特徵、結構或特性可依任何適合方式組合,如一般技術者將自本發明明白。
類似地,應瞭解,在本發明之例示性實施例之描述中,有時為了簡化本發明且為了有助於各種發明態樣之一或多者之理解,將本發明之各種特徵一起群組於本發明之一單一實施例、圖式或描述中。然而,本發明之方法不應被解譯為反映所主張之發明需要比各技術方案中明確列舉之特徵多之特徵的一意圖。確切而言,如以下申請專利範圍所反映,發明態樣不具有一單一先前揭示實施例中之所有特徵。因此,[實施方式]之後之申請專利範圍特此明確併入至[實施方式]中,其中各技術方案自身表示本發明之一單獨實施例。
此外,儘管本文所描述之一些實施例包含並非為其他實施例中所包含之特徵的一些特徵,但熟習技術者應瞭解,不同實施例之特徵之組合將落於本發明之範疇內,且形成不同實施例。例如,在以下申請專利範圍中,可依任何組合方式使用所主張實施例之任何者。
在本文所提供之描述中,闡述諸多具體細節來提供本發明之一透徹理解及可在特定實施例中實踐本發明之方式。然而,應瞭解,可在無此等具體細節之情況下實踐本發明之實施例。在其他例項中,未詳細展示熟知方法、結構及技術以不使此描述之一理解不清楚。
在本發明之內文中,「疏水性」意謂防水的。一疏水性表面係一防水表面,其特徵在於:一水接觸角超過90°。水接觸角係提供於一固體表面上之一水滴之一表面與該固體表面所成之角度。在本發明之內文中,一疏水層係具有一疏水性表面之一層。
在本發明之內文中,一遮蔽層或一水溶性遮蔽層係可藉由曝露於水或一含水溶液而移除之一水溶性層。遮蔽層可包括或含有不可交
聯之一水基聚合物材料。例如,遮蔽層可包括以下之任何者或以下各者之任何組合:聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯醇、水溶性纖維素、聚乙二醇、聚甘油或支鏈澱粉;但本發明不受限於此。遮蔽層材料可進一步包括一溶劑,其包括水及/或一水溶性醇。
在本發明之內文中,一像素係指一成像器或一顯示器中之一單一影像點。在一成像器或一顯示器中,複數個像素通常配置成列及行。各像素可由子像素組成,各子像素(例如)對應於一不同色彩。各子像素包括一像素元件,例如諸如一OLED之一發光元件或諸如一有機光偵測器之一光偵測元件。
在本發明之內文中,一電荷傳輸層係具有高於10-6cm2/Vs之一電荷遷移率之一層,例如一有機半導體層。
本發明提供一種用於一基板上之一有機層的光微影圖案化方法。該方法包括:在該有機層上方提供一水溶性遮蔽層;在該遮蔽層上提供一光阻層;光微影圖案化該光阻層以藉此形成一圖案化光阻層;使用該圖案化光阻層作為一遮罩來蝕刻該遮蔽層及該有機層以藉此形成一圖案化遮蔽層及一圖案化有機層;及隨後藉由曝露於水或一含水溶液而移除該遮蔽層。本發明之一方法進一步包括:在提供該水溶性遮蔽層之前,在該有機層上提供具有一疏水性上表面之一疏水性保護層,例如疏水性有機半導體層。由於根據本發明之一方法之光微影圖案化而獲得包括一圖案化有機層及一圖案化疏水性保護層(例如疏水性有機半導體層)之一圖案化層堆疊。該有機層可為一單一層或包括至少兩個層之一多層堆疊。該疏水性保護層可為一單一層或包括至少兩個層之一多層堆疊。
圖1至圖7示意性地繪示根據本發明之一實施例之用於一基板上之一有機層的一光微影圖案化方法之處理步驟之實例。在圖1所繪示之一第一步驟中,例如,藉由諸如旋塗之一基於溶液之製程或藉由熟
習技術者已知之任何其他適合方法而將一有機層11(例如一有機半導體層)提供於一基板10上。基板10可為(例如)一玻璃基板或熟習技術者已知之任何其他適合基板,諸如(例如)一撓性箔基板。
接著,將一疏水性保護層12(即,具有一疏水性上表面121之一保護層12)提供(例如,蒸鍍)於有機層11上(圖2)。此保護層12係具有防水性之一疏水層。較佳地,保護層上之水接觸角大於90度,較佳地,大於100度。使用一疏水性保護層12之一優點係:其減少下伏有機層11在後續處理步驟(諸如(例如)沈積一遮蔽層、光微影處理步驟及移除遮蔽層,如下文將描述)期間之水吸入量。疏水性保護層12可(例如)具有10nm至80nm範圍內(例如,15nm至50nm之間)之一厚度,但本發明不受限於此。
當製造一有機電子裝置(其中根據本發明之一實施例而圖案化一有機層,例如一主動有機半導體層)時,疏水性保護層12可保留於裝置中。在此等實施例中,疏水性保護層12較佳地係一疏水性有機半導體層。在諸如一發光裝置或一光偵測裝置之一有機電子裝置中,疏水性有機半導體層(保護層12)可(例如)具有一電荷傳輸層(即,一電洞傳輸層或一電子傳輸層)之功能。在此等實施例中,疏水性有機半導體保護層12較佳地具有使載子能夠很好地注入至主動有機半導體層中之適當HOMO能階及LUMO能階。在此等實施例中,疏水性有機半導體保護層12較佳地具有良好電荷傳輸性(例如大於10-6cm2/Vs、較佳地大於10-4cm2/Vs、較佳地大於10-3cm2/Vs、較佳地大於10-2cm2/Vs之一電荷載子遷移率),使得其可用作為最終有機電子裝置中之一電子傳輸層或一電洞傳輸層。
疏水性保護層12可由一單一層組成或其可為一多層堆疊,即,包括兩個或兩個以上層之一堆疊。疏水性保護層12可為一摻雜層或一非摻雜層或一部分摻雜層。在其中保護層存在於裝置(例如諸如一
OLED之一發光裝置)之一發光側或裝置(例如諸如一OPD或OPV裝置之一光偵測裝置)之一光接收側處的實施例中,保護層12對由裝置發射、分別吸收之波長或波長範圍較佳地具有一良好透光率,諸如(例如)高於95%、較佳地高於98%之一透光率,例如至少99%。
圖11示意性地繪示疏水性保護層12之一實例,其中保護層係一多層堆疊。例如,保護層12可為一第一電荷傳輸層128及一第二電荷傳輸層129之一堆疊,第二電荷傳輸層係一疏水層。第一電荷傳輸層128可具有未經摻雜之一下部分126及經摻雜之一上部分127(與疏水性電荷傳輸層129接觸之部分)。可摻雜質於疏水性第二電荷傳輸層129中。此僅為一實例,且本發明不受限於此。
例如,疏水性保護層12可為包括一NET18第一電子傳輸層128及一摻雜DFH-4T第二電子傳輸層129之一堆疊,保護層12提供於一有機發光裝置之一有機發射層(有機層11)上。DFH-4T層可用作為一電子傳輸層及一疏水層。其具有良好電子傳輸性(約0.64cm2/Vs之電子遷移率)及良好疏水性(122度之水接觸角)。其可防水且減少下層之水吸入量。第一電子傳輸層128經提供以建立與OLED之發射層(主動有機半導體層11)之一良好接觸,且較佳地具有與發射層匹配之一良好能階以使電荷能夠自第一電子傳輸層128高效注入至發射層中。(未摻雜)DFH-4T之LUMO能階過低以致無法使電子自DFH-4T層注入至一(未摻雜)NET18層中。因此,DFH-4T層129可經n型摻雜有(例如)諸如(例如)NDN26之一導電摻雜劑,其可減少NET18層128與DFH-4T層129之間的界面處之能量障壁。第一電子傳輸層128之一上部件或上部分127亦可經n型摻雜(例如,摻雜有相同摻雜劑,例如NDN26)以進一步改良電子自DFH-4T層129至第一電子傳輸層128中之注入。在此實例中,DFH-4T層129及(經部分摻雜)第一電子傳輸層128之堆疊形成保護層12。DFH-4T層之厚度可(例如)在10nm至50nm之範圍內,但本發
明不受限於此。此材料組合可用於不同色彩之OLED(諸如(例如)紅色OLED、綠色OLED及藍色OLED)中。其他適合材料可用於形成電子傳輸層、疏水性保護層及摻雜劑。
可用作為疏水性電荷傳輸層,更特定言之,疏水性電子傳輸層之一材料的有機材料之一些實例係5,5'-雙((5-全氟己基)噻吩-2-基)-2,2'-聯噻吩(DFH-4T)、1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25-十六氟-29H,31H-酞菁铜(II)(F16CuPc)及N,N'-雙(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基)-3,4,9,10-苝二甲醯亞胺(PTCPI-CH2C3F7),但本發明不受限於此。
可用作為疏水性電荷傳輸層,更特定言之,疏水性電洞傳輸層之一材料的有機材料之一些實例係5,5'-雙(3-己基-2-噻吩基)-2,2'-聯噻吩(DH-4T)、二苯基-二萘酚[2,3-b:2',3'-f]噻吩并[3,2-b]噻吩(DphDNTT)、二萘酚[2,3-b:2',3'-f]噻吩并[3,2-b]噻吩(DNTT)、N2,N7-二(萘-1-基)-9,9-二辛基-N2,N7-二苯基-9H-茀-2,7-二胺(DOFL-NPB)、N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-雙(苯基)-9,9-二辛基茀(DOFL-TPD)、2,3,8,9,14,15-六氟二喹噁啉并[2,3-a:2',3'-c]吩嗪(HATNA-F6)、2,7-雙[9,9-二(4-甲基苯基)-茀-2-基]-9,9-二(4-甲基苯基)茀(TDAF)、N,N'-二辛基-3,4,9,10-苝二甲醯亞胺(PTCDI-C8)及N,N'-雙十三烷基-3,4,9,10-苝二甲醯亞胺(PTCDI-C13),但本發明不受限於此。
上文所列之一材料之一層可與一電荷傳輸層一起被提供以形成保護層(多層堆疊)12,例如圖11中所繪示。替代地,若上文所列之一材料之一層具有適當能階,即,允許電荷高效注入至一OLED之一發射層中,則該層可直接用作為一有機層(諸如該發射層)上之一單一保護層12。所列材料具有不同能階,且可因此分別適合於具有一特定色彩之一OLED(無需與另一電荷傳輸層組合)。不同材料可用於不同色彩。
在已提供保護層12之後,將一水溶性遮蔽層13提供於保護層12
上,如圖3中所繪示。遮蔽層13包括一遮蔽材料,該遮蔽材料包括(例如)不可交聯之一水基聚合物。遮蔽層可進一步包括水及/或一水溶性醇。
可藉由一基於溶液之製程(諸如(例如)旋塗、狹縫模具式塗佈或刮塗)而提供遮蔽層13。隨後,可在(例如)90℃至110℃範圍內之一溫度下進行一軟烤,例如一熱板軟烤。然而,可省略此軟烤步驟且可在室溫下進行遮蔽層13之乾燥。吾人驚訝地發現,一含水遮蔽層可非常均勻地旋塗於保護層12之疏水性表面上。作為基於溶液之處理之一替代方案,可藉由蒸鍍而提供遮蔽層13。
接著,將一光阻層14旋塗於遮蔽層13上,接著進行一軟烤步驟,諸如(例如),在100℃下進行一熱板軟烤步驟達1分鐘。光阻層14包括可在一基於溶劑之顯影劑中顯影之一光阻劑。光阻劑較佳地係一負調性光阻劑。然而,本發明不受限於此且光阻劑可為一正調性光阻劑。圖4中展示所得結構之一橫截面。
接著,透過一陰影遮罩來使光阻層14曝露於光(例如UV光)且使光阻層14顯影。在使光阻劑顯影之後,使用一圖案化光阻層141來獲得圖5中所展示之結構。
接著,蝕刻遮蔽層13、保護層12及有機層11,藉此使用圖案化光阻層141作為一遮罩。如圖6所展示之實例中所繪示,蝕刻製程導致形成一圖案化遮蔽層131、一圖案化保護層121及一圖案化有機層111。蝕刻製程可為(例如)一乾式蝕刻步驟或乾式蝕刻步驟之一組合(諸如(例如)使用氧氣電漿或氬氣電漿之一反應性離子蝕刻步驟),但本發明不受限於此。
最後,可藉由曝露於水或一水基溶液(例如水(90%)及IPA(10%)之一溶液或水(90%)、IPA(5%)及甘油(5%)之一混合物)(例如,藉由將一水層或一水基溶液旋塗於裝置上)而移除圖案化遮蔽層131。可在使
遮蔽層曝露於水之前移除圖案化光阻層141。替代地,圖案化光阻層141可在圖案化遮蔽層131曝露於水時與圖案化遮蔽層131一起被移除。此導致基板10上之一光微影圖案化有機層111及一光微影圖案化保護層121之一堆疊,如圖7中所繪示。
在本發明之實施例中,用於圖案化遮蔽層13、保護層12及有機層11之蝕刻製程可為一單一蝕刻步驟或其可包括至少兩個蝕刻步驟之一序列。圖8至圖10中示意性地繪示包括蝕刻步驟之一序列的此一製程之一實例。如上文所描述,在光阻劑顯影之後,獲得如圖5中所展示之一結構。可對此結構進行一第一乾式蝕刻步驟(諸如(例如)使用氧氣電漿之一反應性離子蝕刻步驟),藉此移除圖案化光阻層141之(至少)一上部分且完全移除使遮蔽層13曝露於電漿之位置(曝露位置,即,不再存在光阻層141之位置)處之遮蔽層13以導致例如圖8中所展示之一結構。光阻層141及遮蔽層13之層厚度(及蝕刻速率)較佳地經選擇使得在此第一乾式蝕刻步驟之後,保留遮蔽材料之至少一層。遮蔽材料之剩餘層可(例如)具有至少200nm或至少300nm之一厚度,但本發明不受限於此。剩餘遮蔽材料層獲取圖案化光阻層141之圖案。在圖8所展示之實例中,所得結構包括一圖案化遮蔽層131及一薄化圖案化光阻層142。然而,在本發明之其他實施例中,可藉由第一蝕刻步驟而完全移除光阻層。此外,在本發明之其他實施例中,亦可藉由第一乾式蝕刻步驟而移除遮蔽層之一上部分。
在完全移除曝露位置(即,不再存在光阻層141之位置)處之遮蔽層13之後,進行一第二乾式蝕刻步驟。在本發明之有利實施例中,第二乾式蝕刻步驟可為第一乾式蝕刻步驟之一延續。第二乾式蝕刻步驟可(例如)包括使用氧氣電漿之反應性離子蝕刻。第二乾式蝕刻步驟導致完全移除曝露位置(即,不再存在遮蔽層之位置)處之保護層12及有機層11。同時,可完全移除薄化光阻層142(若存在)以及圖案化遮蔽
層131之一上部分以導致一薄化遮蔽層132。藉由鑑於保護層12及有機材料層11之厚度而適當選擇遮蔽層之厚度(且考量對應蝕刻速率),在完全移除未由圖案化遮蔽層131覆蓋之位置處之保護層12及有機層11之後,仍保留遮蔽材料之一薄化層132。此示意性地繪示於圖9中。
最後,可(例如)藉由將一水層或一水基溶液旋塗於裝置上而在水或一水基溶液(例如水(90%)及IPA(10%)之一溶液或水(90%)、IPA(5%)及甘油(5%)之一混合物)中移除剩餘遮蔽材料層132。此導致基板10上之一光微影圖案化有機層111及一光微影圖案化保護層121之一堆疊,如圖10中所繪示。
圖12至圖18中示意性地繪示用於製造一OLED之一方法之一實例,其中根據本發明之一實施例而圖案化主動有機半導體層(電致發光層)。此僅為一實例,且本發明不受限於此。例如,下文將描述之一些層可自裝置省略及/或其他層可包含於裝置中。繪示為一實例之方法包括以下步驟:
- 將一陽極層20沈積於一基板10上及在陽極層20上形成一圖案化邊緣覆蓋層21,圖案化邊緣覆蓋層21(例如)覆蓋陽極層20之邊緣(圖12)。可提供邊緣覆蓋層來防止短路及洩漏。此邊緣覆蓋層可由具有良好電絕緣性之一有機或無機材料製成。陽極層可(例如)包括ITO、Ag、鉬、Al、Au、Cu、CNT或不同材料之一堆疊,但本發明不受限於此。
- 沈積(例如,蒸鍍或旋塗)一有機層堆疊30,其中有機層堆疊(例如)包括一電洞注入層31、一電洞傳輸層32及一光發射層(電致發光層)33。將一疏水性有機半導體電子傳輸層12(疏水性保護層12)沈積(例如,蒸鍍或旋塗)於有機層堆疊30上。圖13中示意性地展示所得結構之一橫截面。電洞注入層31可(例如)包括F4-TCNQ、Meo-TPD、HATCN或MoO3,但本發明不受限於此。電洞傳輸層32可(例如)包括
Meo-TPD、TPD、螺環TAD、NPD、NPB、TCTA、CBP、TAPC、胺及/或咔唑基材料,但本發明不受限於此。光發射層33可(例如)包括一主體材料(諸如MCP、TCTA、TATP、CBP或咔唑基材料,但本發明不受限於此)及一摻雜劑。可使用之紅色摻雜劑之實例係DCJTB、紅螢烯、Ir(btp)2(acac)、PtOEP及Ir(MDQ)2acac。可使用之綠色摻雜劑之實例係C545T、Ir(PPY)3、Ir(PPY)2acac及Ir(3mppy)3。可使用之藍色摻雜劑之實例係BCzVBi、DPAVBi、FIrPic、4P-NPD及DBZa。
- 將一水溶性遮蔽層13沈積(例如,旋塗)於疏水性有機半導體層12上且將一光阻層14沈積於遮蔽層13上(圖14)。
- 圖案化光阻層,藉此形成一圖案化光阻層141(圖15)。
- 使用圖案化光阻層141作為一遮罩來蝕刻(例如,電漿蝕刻)遮蔽層13、疏水性有機半導體層12及有機層堆疊30(圖16),藉此形成一圖案化遮蔽層131、一圖案化疏水性有機半導體層121及一圖案化有機層堆疊301,在所展示之實例中,圖案化有機層堆疊301包括一圖案化電洞注入層311、一圖案化電洞傳輸層321及一圖案化光發射層331(圖16)。
- 藉由曝露於水而移除圖案化光阻層141且移除圖案化遮蔽層131(圖17)。可在使圖案化遮蔽層131曝露於水之前移除圖案化光阻層141。替代地,可曝露於水而將圖案化光阻層141與圖案化遮蔽層131同時移除。
- 沈積(例如,蒸鍍或旋塗)一電子傳輸層41及一電子注入層42,且隨後將一陰極層50沈積(例如,蒸鍍)於電子注入層42上。陰極層50可(例如)包括Ag、Al、Mg或一Ag合金,但本發明不受限於此。圖18中示意性地展示所得圖案化OLED結構100之一橫截面。電子傳輸層41可(例如)包括Alq3、TPBI、Bphen、NBphen、BCP、BAlq或TAZ,但本發明不受限於此。電子注入層42可(例如)包括Lif、CsCO3、CsF、
Yb或Liq,但本發明不受限於此。
進行實驗,其中比較根據本發明之一方法而圖案化之OLED之操作壽命與在無一保護層之情況下使用一水基遮蔽層來圖案化之OLED之操作壽命。OLED具有摻雜有Ir(MDQ)2(5%)之一20nm厚TATP光發射層。對於根據本發明之一實施例而製造之OLED,使用一多層保護層12,更特定言之,由一30nm厚NET18層(第一電子傳輸層128)及摻雜有NDN26(5%)之一15nm厚DFH-4T疏水層(第二電子傳輸層129)組成之一堆疊。NET18層之一下部分126(即,與發射層接觸之部分)未經摻雜且具有20nm之一厚度,且NET18層之一上部分127(即,與摻雜DFH4T層接觸之部分)摻雜有NDN26(5%)且具有10nm之一厚度。
由具有高達50mA/cm2之一電流密度的一電流驅動OLED以量測操作壽命。記錄由OLED發射之初始光強度且連續監測光衰減,直至發射光強度降至初始光強度之50%。操作壽命對應於一恆定偏壓電流(在所展示之實例中為50mA/cm2)處之時間週期T50,在時間週期T50之後,發射光強度降低至初始光強度之50%。圖19中展示量測結果。在圖19中,標記為(b)之結果展示使用根據本發明之一實施例之一方法(即,其中在提供水溶性遮蔽層之前將一疏水性保護層提供於有機層上的一方法)而製造之一圖案化OLED之依據時間而變化之正規化電致發光。標記為(a)之結果展示使用一先前技術方法(其中將水溶性遮蔽層直接提供於有機層上)來製造之一圖案化OLED之依據時間而變化之正規化電致發光。吾人發現,根據本發明之一方法而圖案化之OLED之操作壽命係22小時,而根據一先前技術方法(即,無疏水性保護層)而圖案化之OLED之操作壽命係1.3小時。
本發明之實施例可有利地用於製造一裝置之一方法中,該裝置包括位於一基板(例如一單一基板)上之一第一位置(例如若干第一位置)處之一第一圖案化有機裝置層及位於該基板之一第二位置(例如若
干第二位置)處之一第二圖案化有機裝置層。該第一位置(例如該等第一位置)及該第二位置(例如該等第二位置)可不重疊。
圖20至圖33中示意性地繪示根據本發明之一實施例之用於製造一有機裝置之一方法之一實例,該有機裝置包括位於一第一位置(例如若干第一位置)處之一第一圖案化有機層、位於一第二位置(例如若干第二位置)處之一第二圖案化有機層及位於一第三位置(例如若干第三位置)處之一第三圖案化有機層。
作為一實例,圖中展示用於製造一裝置(例如三色OLED裝置)之處理步驟,該裝置包括:一第一圖案化裝置層,其位於一基板上之一第一位置處,該第一圖案化裝置層(例如)用於提供一第一色彩(第一子像素);及一第二圖案化裝置層,其位於該基板上之一第二位置處,該第二圖案化裝置層(例如)用於提供一第二色彩(第二子像素)。此例示性製程進一步包括(例如)用於提供一第三色彩(第三子像素)之一第三圖案化裝置層,其(例如)位於該基板上之一第三位置處。因此,例示性製程尤其可構成用於製造三色OLED之一製程之部分。圖式展示對應於包括三色子像素之一單一OLED像素之橫截面。
然而,應瞭解,一OLED裝置可包括大量此等像素,其等各包括三個此等子像素,該等像素(例如)配置成一像素柵格或陣列。因此,根據本發明之實施例之一製程可用於製造一單一基板上之複數個三色OLED(其等對應於複數個像素),諸如(例如)(例如)配置成複數個列及複數個行之一陣列之三色OLED。更一般而言,根據本發明之實施例之一製程可用於並排地形成具有不同性質之圖案化層堆疊(其等(例如)用於提供一OLED或一OPD中之不同色彩或用於提供一電路中之各種功能性)且用於製造此等圖案化多層堆疊之陣列。
圖20示意性地展示一基板10,其可具有(例如)提供於其之一表面上之一第一底部電極51、一第二底部電極52及一第三底部電極53。根
據本發明之實施例,該等電極可(例如)經形成以提供電連接至待提供於其上之裝置層。例如,在最終裝置(例如完成OLED裝置)中,第一底部電極51可為(例如)對應於一第一色彩之一第一子像素之一底部電極,第二底部電極52可為(例如)對應於一第二色彩之一第二子像素之一底部電極,且第三底部電極53可為(例如)對應於一第三色彩之一第三子像素之一底部電極。一邊緣覆蓋層(圖中未繪示)可存在於底部電極之邊緣處以防止短路及洩漏。此邊緣覆蓋層可由具有良好電絕緣性之一有機或無機材料製成。基板10可為一玻璃基板或一撓性箔基板或熟習技術者已知之任何其他適合基板。底部電極可(例如)包括ITO(氧化銦錫)、Mo、Ag、Au、Cu、一導電聚合物(諸如(例如)PEDOT:PSS(聚(3,4-伸乙基二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸酯)))或一導電CNT(奈米碳管)或石墨烯層,但本發明不受限於此。
圖式中所繪示之根據本發明之實施例之例示性方法包括:將一初始遮蔽層60沈積於基板10上(圖20)。因此,在基板10上提供一初始遮蔽層60,如圖20中所展示。初始遮蔽層60可為不會引起待在製程中進一步提供之一裝置層或裝置層堆疊降解之一層。初始遮蔽層60可為(例如)一水基材料或一醇基材料。其可含有諸如(例如)聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、水溶性纖維素、聚乙二醇、聚甘油或支鏈澱粉之一聚合物。其可進一步含有包括水及/或醇之一溶劑。醇可為(例如)不具有烷氧基之醇,諸如(例如)異丙醇。醇可為(例如)一水溶性醇。溶劑可僅含有水,僅含有醇,或含有水及水溶性醇之一混合物。初始遮蔽層60之厚度可(例如)在100nm至6000nm之間的範圍內(例如,在500nm至2000nm之間),但本發明不受限於此。
根據本發明之實施例之例示性方法包括:圖案化初始遮蔽層60,藉此移除第一位置處之初始遮蔽層。如圖21中所繪示,初始遮蔽層60經圖案化以(例如)形成穿過初始遮蔽層60之一第一開口1,藉此
曝露第一底部電極51。第二底部電極52及第三底部電極53保持由初始遮蔽層60覆蓋。可藉由習知光微影術而圖案化初始遮蔽層60,接著進行乾式蝕刻(例如,使用一O2、SF6或CF4電漿)及/或濕式蝕刻。較佳地,一可溶劑顯影光阻劑用於圖案化初始遮蔽層60。然而,本發明不受限於此且可使用其他光阻劑。第一開口1可具有任何適合形狀(諸如(例如)一矩形形狀或一圓形形狀),但本發明不受限於此。可完全曝露或部分曝露第一底部電極51,例如,可幾乎完全曝露第一底部電極51,其意謂:僅第一底部電極51之邊緣保持由初始遮蔽層60覆蓋。在此步驟之後,第二底部電極52及第三底部電極53較佳地保持由初始遮蔽層60覆蓋(圖21)。
在圖22所繪示之下一步驟中,將一第一有機裝置層71沈積於(例如)實質上整個基板上方,例如,至少沈積於已移除初始遮蔽層60之第一位置處。依此方式,可使第一有機裝置層71與第一底部電極51接觸。在此處所描述之實例中,第一裝置層71可對應於一第一色彩(第一子像素),例如,第一裝置層可包括適合於發射一第一色彩之光(例如,發射具有一第一色譜之光)的一有機半導體材料。
在根據本發明之實施例中,例如,在此處關於三色OLED所描述之實例中,第一裝置層71可為(例如)包括一電洞注入層、一電子阻擋層、一電洞傳輸層及一電致發光有機層之一層堆疊,但本發明不受限於此。第一裝置層71可包括至少一第一電致發光有機層。可藉由溶液處理(例如旋塗、印刷、噴塗、狹縫模具式塗佈及/或刮塗)、氣相沈積(例如CVD或OVPD)或真空沈積(例如蒸鍍)而沈積第一裝置層71。
在沈積第一裝置層71之後,(例如)藉由旋塗、狹縫模具式塗佈、浸塗、印刷或刮塗而將一第一疏水性保護層81沈積於第一裝置層71上且將一第一遮蔽層61沈積於第一疏水性保護層81上(如圖23中所繪示),但本發明不受限於此。
接著,如圖24中所繪示,將一光阻層提供於第一遮蔽層61上且圖案化該光阻層以藉此形成一圖案化光阻層141。在所展示之實例中,在對應於第二位置之一位置處移除圖案化光阻層。可使用一習知光阻劑。較佳地,使用一可溶劑顯影光阻劑。
使用圖案化光阻層141作為一遮罩來進行一蝕刻步驟,藉此局部移除第一遮蔽層61及下伏層,例如第一疏水性保護層81、第一裝置層71及初始遮蔽層60。藉此,移除第二位置處之第一遮蔽層61及下伏層以(例如)僅在第二底部電極52之位置處形成穿過此等層之一第二開口2,藉此曝露第二底部電極52。此示意性地繪示於圖25中。蝕刻步驟可為一濕式蝕刻步驟或一乾式蝕刻步驟(例如,使用一O2、SF6或CF4電漿)。一單一蝕刻劑可用於移除不同層,但本發明不受限於此。
接著,將一第二有機裝置層72沈積於(例如)實質上整個基板上方(如圖26中所繪示),例如,至少沈積於已移除第一遮蔽層61及下伏層之第二位置處。依此方式,可使第二有機裝置層72與第二底部電極52接觸。在此處所描述之實例中,第二裝置層或裝置層堆疊72可對應於一第二色彩且可包括適合於發射第二色彩之光(例如,用於發射具有一第二色譜之光)的一有機半導體材料,其中第二色譜可至少不同於一實質光譜範圍內之第一色譜。第二有機裝置層72可(例如)包括一電洞注入層、一電子阻擋層、一電洞傳輸層及一電致發光有機層,但本發明不受限於此。第二有機裝置層72可包括至少一第二電致發光有機層。可藉由溶液處理(例如旋塗、印刷、噴塗、狹縫模具式塗佈及/或刮塗)、氣相沈積(例如CVD或OVPD)或真空沈積(例如蒸鍍)而沈積第二裝置層。
在沈積第二有機裝置層72之後,在圖26所展示之實例中,將一第二疏水性保護層82沈積於第二有機裝置層72上且將一第二遮蔽層62沈積於第二疏水性保護層82上。
接著,如圖27中所繪示,將一光阻層提供於第二遮蔽層62上且圖案化該光阻層以藉此形成一圖案化光阻層141。在所展示之實例中,在對應於第三位置之一位置處移除圖案化光阻層。可使用一習知光阻劑。較佳地,使用一可溶劑顯影光阻劑。
使用圖案化光阻層141作為一遮罩來進行一蝕刻步驟,藉此局部移除第二遮蔽層62及下伏層,例如第二疏水性保護層82、第二裝置層72、第一遮蔽層61、第一疏水性保護層81、第一裝置層71及初始遮蔽層60。藉此,移除第三位置處之第二遮蔽層62及下伏層,藉此在第三底部電極53之位置處形成穿過此等層之一第三開口3,藉此曝露第三底部電極53。此示意性地繪示於圖28中。蝕刻步驟可為一濕式蝕刻步驟或一乾式蝕刻步驟(例如,使用一O2、SF6或CF4電漿)。一單一蝕刻劑可用於移除不同層,但本發明不受限於此。
在圖29所繪示之下一步驟中,沈積一第三有機裝置層73。依此方式,可使第三裝置層73與第三底部電極53接觸。在此處所描述之實例中,第三裝置層73可對應於一第三色彩且可包括適合於發射第三色彩之光(例如,用於發射具有一第三色譜之光,該第三色譜不同於一各自實質波長範圍內之第一色譜及第二色譜兩者)的一有機半導體材料。第三有機裝置層73可為(例如)包括一電洞注入層、一電子阻擋層、一電洞傳輸層及一電致發光有機層之一層堆疊,但本發明不受限於此。第三裝置層73可包括至少一第三電致發光有機層。可藉由溶液處理(例如旋塗、印刷、噴塗、狹縫模具式塗佈及/或刮塗)、氣相沈積(例如CVD或OVPD)或真空沈積(例如蒸鍍)而沈積第三裝置層。
在沈積第三有機裝置層73之後,在圖29所展示之實例中,將一第三疏水性保護層83沈積於第三有機裝置層73上且將一第三遮蔽層63沈積於第三疏水性保護層83上。
接著,可在最終裝置中無需不同層之各自位置處移除該等不同
層。據此而言,如圖30中所繪示,將一光阻層提供於第三遮蔽層63上且圖案化該光阻層以藉此形成一圖案化光阻層141。在圖30所展示之實例中,圖案化光阻層141保留於對應於第一位置、第二位置及第三位置之位置處。可使用一習知光阻劑。較佳地,使用一可溶劑顯影光阻劑。
使用圖案化光阻層141作為一遮罩來進行一蝕刻步驟,藉此局部移除第三遮蔽層63及下伏層,如圖31中所繪示。藉此,在不同於第一位置、第二位置及第三位置之位置處局部移除第三遮蔽層63及下伏層。蝕刻步驟可為一濕式蝕刻步驟或一乾式蝕刻步驟(例如,使用一O2、SF6或CF4電漿)。一單一蝕刻劑可用於移除不同層,但本發明不受限於此。
接著,可移除光阻層141且可藉由施加溶解遮蔽層60、61、62及63之一水基溶液而移除所有多餘層。在使用溶解溶液來處理樣本之後,獲得如圖32中所展示之一結構,其並排地包括:一第一層堆疊,其包括位於基板10上之至少一第一位置處之一第一圖案化裝置層711及一第一圖案化疏水性保護層811;一第二層堆疊,其包括位於基板10上之至少一第二位置處之一第二圖案化裝置層721及一第二圖案化疏水性保護層821;及一第三層堆疊,其包括位於基板10上之至少一第三位置處之一第三圖案化裝置層731及一第三圖案化疏水性保護層831。
接著,額外層經沈積以形成三色OLED層。例如,在其中第一圖案化裝置層711、第二圖案化裝置層721及第三圖案化裝置層731包括(例如)一電洞注入層、一電洞傳輸層及一電致發光層之一堆疊的實施例中,沈積額外層可包括:沈積(例如,蒸鍍)一電子傳輸層、一電子注入層及一陰極層。例如,在其中第一圖案化裝置層711、第二圖案化裝置層721及第三圖案化裝置層731包括(例如)一電子注入層、一電
子傳輸層及一電致發光層之一堆疊的實施例中,沈積額外層可包括:沈積(例如,蒸鍍)一電洞傳輸層、一電洞注入層及一陽極層。圖33示意性地展示沈積一電子傳輸層41、一電子注入層42及一陰極層50之後之所得三色OLED 300之一橫截面之一實例。
以上描述詳述本發明之某些實施例。然而,應瞭解,無論內文中之描述有多詳細,均可依諸多方式實踐本發明。應注意,使用特定術語來描述本發明之某些特徵或態樣不應被視為隱含:該術語在本文中經重新界定以僅限於包含與該術語相關聯之本發明之特徵或態樣之任何特定特性。
儘管已將本發明之[實施方式]及[發明內容]聚焦於用於製造一裝置之一方法,但本發明亦係關於使用根據如上文所描述之實施例之任何者之一方法來獲得之包括圖案化層之一裝置。
儘管[實施方式]已展示、描述及指出適用於各種實施例之本發明之新穎特徵,但應瞭解,熟習技術者可在不背離本發明之情況下對所繪示之裝置或製程作出各種省略、取代及形式及細節改變。
10‧‧‧基板
20‧‧‧陽極層
21‧‧‧圖案化邊緣覆蓋層
41‧‧‧電子傳輸層
42‧‧‧電子注入層
50‧‧‧陰極層
100‧‧‧圖案化有機發光二極體(OLED)結構/電子裝置
121‧‧‧疏水性上表面/圖案化保護層
301‧‧‧圖案化有機層堆疊
311‧‧‧圖案化電洞注入層
321‧‧‧圖案化電洞傳輸層
331‧‧‧圖案化光發射層
Claims (10)
- 一種用於一基板上之一有機層(11、30、71、72、73)的光微影圖案化方法,該方法包括:在該有機層(11、30、71、72、73)上方提供一水溶性遮蔽層(13、61、62、63);在該遮蔽層(13、61、62、63)上提供一光阻層(14);光微影圖案化該光阻層(14)以藉此形成一圖案化光阻層(141);使用該圖案化光阻層(141)作為一遮罩來蝕刻該遮蔽層(13、61、62、63)及該有機層(11、30、71、72、73)以藉此形成一圖案化遮蔽層(131)及一圖案化有機層(111、301、711、721、731);及隨後移除該圖案化遮蔽層,該方法之特徵在於:其包括在提供該水溶性遮蔽層(13、61、62、63)之前,在該有機層(11、30、71、72、73)上提供具有一疏水性上表面(121)之一疏水性保護層(12、81、82、83)。
- 如請求項1之方法,其中在該有機層(11、30、71、72、73)上方提供該水溶性遮蔽層(13、61、62、63)包括:在該疏水性保護層(12、81、82、83)上提供與該疏水性保護層直接接觸之該水溶性遮蔽層(13、61、62、63)。
- 如請求項1至2中任一項之方法,其中移除該圖案化遮蔽層(131)包括:使該圖案化遮蔽層曝露於水或一含水溶液。
- 如請求項1至2中任一項之方法,其中該有機層(11、30、71、72、73)包括一有機半導體層、一電致發光層(33)或一光敏層。
- 如請求項1至2中任一項之方法,其中該疏水性保護層(12、81、82、83)係一疏水性有機半導體層。
- 如請求項1至2中任一項之方法,其中該疏水性有機半導體層(12、81、82、83)係包括至少兩個層之一多層堆疊,其中該多層堆疊之一上層具有一疏水性上表面。
- 一種用於製造一電子裝置(100、300)之方法,該電子裝置(100、300)包括一有機層(11、30、71、72、73),其中該方法包括:使用如請求項1至2中任一項之方法來圖案化該有機層。
- 如請求項7之用於製造一電子裝置(100、300)之方法,其中該有機層(30、71、72、73)包括該裝置之一主動有機半導體層且其中該疏水性保護層(12、81、82、83)係該裝置之一疏水性有機半導體電荷傳輸層。
- 如請求項7之用於製造一電子裝置(100、300)之方法,其中該電子裝置係一有機發光裝置且其中該主動有機半導體層係一電致發光層。
- 一種用於製造一電子裝置(300)之方法,該電子裝置(300)包括位於一基板(10)上之一第一位置處之一第一有機層(71)且包括位於該基板(10)上之一第二位置處之一第二有機層(72),該第二位置不與該第一位置重疊,其中使用如請求項1至2中任一項之方法來圖案化該第一有機層(71)及該第二有機層(72)。
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